Bazele programării pe obiecte

Partea 1. Teorie

I. Programarea pe Obiecte.Notiuni Generale

I.1. Obiecte.Clase.Caracteristici.

I.1.1. Introducere.

Limbajele de programare, tehnicile si metodele de programare au evoluat în mod spectaculos de la aparitia calculatorului si pâna astazi, ca urmare a necesitatii de a raspunde la cresterea continua a complexitatii problemelor de rezolvat si deci, implicit a programelor corespunzatoare.

Atunci când limbajele de asamblare n-au mai facut fata complexitatii crescânde a programelor, a fost necesara utilizarea unor limbaje de nivel mai înalt, cunoscute sub numele de limbaje de programare de generatia I-a si a II-a, ca instrumente care sa faciliteze gestionarea acelui nivel de complexitate. Reprezentante de seama ale acestei perioade sunt limbajele FORTRAN, COBOL, ALGOL.

Odata cu cresterea dimensiunii si complexitatii proiectelor software, a devenit tot mai clar ca pentru a le putea controla este absolut necesara abstractizarea datelor si ca în acest scop programarea structurata nu mai este eficienta.

S-a impus gasirea unui nou model de prrogramare capabil sa depaseasca limitarile programarii structurate si care sa fie capabila sa realizeze abstractizarea adecvata a datelor. Asa s-au nascut limbajele bazate pe obiecte si apoi cele orientate pe obiecte. Dintre acestea cele mai raspândite sunt Ada si CLOS si mai de curând JAVA (bazate pe obiecte), respectiv Smalltalk, C++, Eiffel (orientate pe obiecte).

I.1.2. Conceptul de Obiecte.

Prin obiect întelegem o entitate din lumea reala asupra careia se poate întreprinde o actiune, sau care poate întreprinde o actiune.

Obiectul este deci un concept, o abstractiune sau un lucru, o entitate din lumea reala având limite precise si un sens precis în contextul problemei studiate.

Un obiect este caracterizat prin 3 elemente:

- identitate;

- stare;

- comportament.

Spunem despre un obiect ca are doua componente:

- structura infirmationala;

- comportamentul sau operatiile care actioneaza asupra structurii.

Analizând mai atent obiectele, constatam ca acestea pot fi:

- obiecte concrete, care exista în mod fizic;

- obiecte conceptuale (o idee, o lege, etc.).

Comportamentul obiectelor poate fi declansat de stimuli externi sau evenimente (de exemplu: primeste o comanda, elibereaza o chitanta, repara automobilul, etc.).

Singura parte vizibila a unui obiect este constituita din operatiile (functiile) obiectului si este denumita interfata.

Orice obiect are atribute si operatii.

Atributele descriu un obiect si sunt valori ale dtelor, în timp ce operatiile (functiile) deinesc comportamentul obiectelor. Anumite metode orientate obiect propun, pentru acelasi scop, utilizarea a trei tipuri de obiecte, definite în contextul problemei si anume:

- obiecte entitate;

- obiecte de interfata;

- obiecte de control.

Arhitectura sistemelor cu obiecte se bazeaza pe clase, obiecte si interactiunea dintre ele.

Un obiect dispune de proprietati, metode si evenimente.

Proprietatile unui obiect descriu caracteristicile fizice ale acestuia. Proprietatile reprezinta atribute ale obiectelor. Obiectul este caracterizat prin proprietatile (atributele) sale: nume, dimensiune, culoare, eticheta si ale proprietatii care fac unic un obiect.

Din punct de vedere al programatorilor, un obiect reprezinta o multime de date si o serie de operatii, numite metode, care manipuleaza datele.

Obiectul se caracterizeaza prin:

- Identitate - cea care individualizeaza obiectul (spre exemplu numele lui pentru a-l distinge fata de alte obiecte);

Exemple de obiecte particulare pot fi:

- bicicleta lui Radu;

- o fereastra de la o statie de benzina;

- un triunghi desenat pe hârtie.

- Metodele obiectului - reprezinta elementele comportamentale ale obiectului atunci când acesta este accesat prin mesaje diverse din exteriorul sau.

O operatie este o actiune pe care o efectueaza un obiect. Implementarea specifica a unei operatii de catre o anumita clasa se numeste metoda.

- Starea obiectului - este caracterizata de atributele care descriu obiectul. Fiecare atribut are un nume si o valoare asociata ca variabila de instanta. Variabila de instanta este o anumita compozitie a caracteristicilor obiectului la un moment dat (variabilele de instanta definesc proprietatile obiectului).

- Clsificarea - presupune ca obiectele care au aceeasi structura (aceleasi atribute) si acelasi comportament (aceleasi operatii) sunt regrupate în clase.

- Obiectul cu stari comportamentale asemanatoare formeaza o clasa de obiecte.

I.1.3. Conceptul de Clasa de obiecte.

O clasa de obiecte este o abstractie care descrie toate caracteristicile comune ale unui grup de obiecte si care permite crearea de noi obiecte.

Exemple de clase: Bicicleta, Fereastra, Triunghi,etc.

Clasa reprezinta un ansamblu de obiecte cu stari comportamentale asemanatoare, sau, altfel spus, o anumita categorie de obiecte ale carei proprietati si metode pot fi mostenite într-o subclasa.

O clasa stocheaza si manipuleaza date si poate returna valori catre codul de program care utilizeaza un obiect al acelei clase.

o clasa are un identificator (un nume) si câmpuri membre. Se pot crea clase în cadrul unor module specifice fiecarei clase, anumite module de clasa.

Clasa este de fapt o entitate statica, având interfata si proprietati bine determinate. Ea poate fi definita într-un limbaj declarativ sau în mod grafic.

- Subclasa defineste comportamentul modului de realizare a obiectului derivat dintr-o clasa de baza;

- Tipul este o descriere abstracta a unui grup de entitati asemanatoare;

- Subtipul este o parte a comportamentului.

În aceasta abordare deosebit de importante sunt conceptele de identitate, polimorfism, mostenire si încapsulare.

Identitatea semnifica faptul ca obiectele sunt entitati discrete si distincte.Fiecare obiect poseda propria sa identitate.

Polimorfismul reprezinta capacitatea unui obiect de a-si modifica forma. Polimorfismul se manifesta prin reactii diferite ale diverselor obiecte la un acelasi mesaj.

Existenta unor operatii (sau metode) diferite, cu acelasi nume, dar cu comportament diferit, se numeste polimorfism.

Exemple:

- a muta o bicicleta;